Scalable multipartite entanglement criteria for continuous variables
针对连续变量系统，提出基于匹配纠缠见证与积分不确定性关系的通用多方纠缠检测判据，利用协方差矩阵可快速检测各类纠缠。
2024-11-05 quant-ph
Long-distance entanglement generation with scalable and robust two-dimensional quantum network
提出了一种基于表面纠错码的二维量子网络中长距离纠缠产生协议。该协议需要在网络的每个节点处固定数量的量子存储器，并且在量子信道中容忍高达1.67%的错误率。
2012-06-27 quant-ph
Generation of Scalable Genuine Multipartite Gaussian Entanglement with a Parametric Amplifier Network
本文提出利用参量放大器网络生成可扩展的真正多体连续变量光纠缠态，并通过PPT判据和α-形成纠缠验证了四体、六体、八体纠缠及向任意2N方的可扩展性。
2024-09-04 quant-ph
A scheme to create and verify scalable entanglement in optical lattice
为了实现可扩展的量子信息处理，人们一直致力于在各种物理系统中产生大尺度纠缠态。光晶格中的超冷原子由于其可行的初始化和并行操作而被认为是最有前途的平台之一。在这项工作中，我们提出了一个有效的方案来产生和表征的整体纠缠的光晶格。该方法利用双阱中的超交换相互作用，利用两量子比特纠缠门，仅使用两层量子线路。这些操作的并行性使得生成快速且可扩展。为了验证这种非稳定子态的纠缠性，我们主要设计了三种互补的检测协议，与全层析相比，它们消耗的资源更少。特别地，只需要两个同质的本地测量设置来识别纠缠特性。我们的纠缠产生和验证协议为进一步在光晶格中进行量子信息处理奠定了基础。
2022-09-04 quant-ph
The high probability state transfers and entanglements between different nodes of the homogeneous spin 1/2 chain in inhomogeneous external magnetic field
我们考虑了在非均匀稳态外磁场作用下，由XXZ-哈密顿量控制的自旋为1/2的链的不同节点之间的高几率态转移和纠缠.三个，四个，十个和二十个节点链的例子表示。讨论了适当的非均匀磁场的一种实现方法。
2010-02-16 quant-ph
Multipartite Entanglement for Multi-node Quantum Networks
本文分析了在量子网络中通过单步方案直接生成多节点多方纠缠的各种方法，避免了多轮两方纠缠带来的辅助量子比特、高延迟和相干时间限制等挑战，并比较了不同方案生成的纠缠态、保真度、生成速率及跨平台适用性。
2024-07-31 quant-ph
A scalable entanglement distribution framework for hybrid quantum networks
Xi’an University of Technology（西安工业大学）；Taiyuan University of Technology（太原理工大学）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；Northwestern University（西北大学）；the University of Chicago（芝加哥大学）
提出一种可扩展的混合纠缠分发方案，通过统一的串联并联图规则实现DV-CV接口的纠缠交换与浓缩，在串联-并联拓扑中优于传统点对点方法，为未来量子互联网奠定理论基础。
2026-11-02 quant-ph
Optimal quantum control of multi-mode couplings between trapped ion qubits for scalable entanglement
我们展示了高保真纠缠量子门内的五个被困离子量子比特链最佳成形耦合到多个集体运动模式的光场。我们利用分段的光脉冲分别寻址量子比特，以可编程的方式构造多体纠缠态。这种方法实现了高保真度和快速量子门，其可以缩放到更大的量子位寄存器以用于量子计算和模拟。
2014-01-08 quant-ph
Quantum state transfer and entanglement distribution among distant nodes in a quantum network
我们提出了一个方案，利用光子位于量子网络的空间分离的节点的原子之间的理想量子传输。传输协议采用特殊的激光脉冲，该激光脉冲在发送节点处激发光腔内的原子，使得其状态被映射成时间对称的光子波包，该光子波包将进入接收节点处的腔，并以单位概率被那里的原子吸收。我们的方案的实施将使可靠的传输或空间遥远的原子之间的纠缠共享。
1996-11-12 quant-ph
Generation of multipartite photonic entanglement using a trapped-ion quantum processing node
本研究利用捕获离子量子处理器作为工厂节点，确定性生成并验证了三个光子的GHZ纠缠态，为量子局域网的多体纠缠分发奠定基础。
2025-10-23 quant-ph
Efficient entanglement of three remote single-atom quantum-network nodes
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）
通过光腔耦合原子实现三原子纠缠，采用光子纠缠交换和态转移，保真度77%，效率0.16%，违反Mermin不等式。
2026-07-01 quant-ph
Scalable multi-particle entanglement of trapped ions
在各种纠缠态中，“W态”扮演着重要的角色，因为它的纠缠即使在粒子丢失的情况下也是最大的持续和鲁棒的。这些态是量子信息处理和多方量子通信的核心资源。在这里，我们报告的四，五，六，七，八粒子纠缠态的W型与被困离子的可扩展性和确定性的产生。我们获得最大可能的信息，这些国家通过执行充分的表征，通过状态层析成像，使用单独的控制和检测的离子。详细的分析证明了纠缠是真实的。这种多粒子纠缠态的可用性，以及以其密度矩阵形式提供的全部信息，为多粒子纠缠的理论研究创造了一个实验平台。独立地，格林伯格-霍恩-蔡林格纠缠态与多达六个离子已创建和分析在博尔德。
2006-03-23 quant-ph
High-rate Scalable Entanglement Swapping Between Remote Entanglement Sources on Deployed New York City Fibers
Qunnect Inc.（昆尼特公司）；Center for Quantum Information Physics, Department of Physics, New York University（纽约大学物理学院量子信息物理中心）；Cisco Quantum Labs（思科量子实验室）
本研究展示了一种基于热原子蒸气细胞的高吞吐量可扩展纠缠交换方法，在无需共享激光器或脉冲源的情况下实现了500对/秒的交换速率，并在17.6公里光纤上保持高质量纠缠。
2026-03-02 quant-ph
Scalable Test of Genuine Multipartite Entanglement via Partially Randomized Measurements
Institute of Theoretical Physics and Astrophysics, University of Gdańsk（格但斯克大学理论物理与天体物理研究所）
本文提出基于部分随机测量的关联张量子 sector 长度判据，避免测量数目随量子比特数指数增长，在离子阱量子计算机上成功认证真正五体纠缠。
2026-08-17 quant-ph
Robust and Scalable Scheme to Generate Large-Scale Entanglement Webs
我们提出了一个鲁棒的和可扩展的方案来产生一个$N$ -量子比特$W$状态之间分离的量子节点（腔QED系统），通过使用线性光学和后选择。本方案继承了Barrett-Kok方案的鲁棒性[Phys.Rev.A { \bf 71}，060310（R）（2005）]。在可以利用准多项式开销$\sim 2^{O[(\log_2 N)^2]}$生成任意大的$N$量子位$W$状态的意义上，也确保了可伸缩性。为了实现可扩展性，我们引入了繁殖$W$状态的过程，该过程非常简单和有效，并且可以应用于其他物理系统。
2011-02-23 quant-ph
Nanotube Double Quantum Dot Spin Transducer for Scalable Quantum Information Processing
实现可扩展量子信息处理的关键挑战之一是设计可扩展的体系结构，以支持远距离量子系统之间的相干相互作用和纠缠产生。我们提出了一种纳米管双量子点自旋传感器，可以实现金刚石中氮空位中心自旋之间的稳态纠缠，空间间隔超过微米。远距离自旋纠缠进一步使我们能够设计一个可扩展的架构，固态量子信息处理的基础上的混合平台，由氮空位中心和碳纳米管双量子点。
2020-05-07 quant-ph
Entanglement Distillation between Solid-State Quantum Network Nodes
未来量子网络的潜在影响取决于网络节点之间共享的高质量量子纠缠。不确定的现实世界的不完美性需要通过本地量子操作来改善远程纠缠。在这里，我们实现纠缠蒸馏的量子网络的原始远程电子核两量子比特节点。我们证明了通过单光子介导的电子纠缠和核自旋中的强大存储，预示着远程纠缠态的两个副本的产生。在应用局部双量子比特门之后，单次测量预示着纠缠态的蒸馏，其保真度增加，可供进一步使用。此外，与以前的双光子介导方案相比，这种蒸馏协议显着加快了纠缠的产生。这里展示的生成，存储和处理纠缠态的关键组合打开了在扩展量子网络上探索和利用多粒子纠缠的大门。
2017-03-09 quant-ph
Scalable entanglement certification via quantum communication
研究仅使用乘积测量的量子通信协议中的纠缠优势，提出标准场景扩展以突破EPR steering限制，证明Werner state的纠缠优势并推动实用半设备无关纠缠认证。
2024-04-12 quant-ph
Scalable characterization of localizable entanglement in noisy topological quantum codes
拓扑量子纠错码已经成为实现大规模容错量子计算机目标的主要候选者。然而，量化纠缠在这些系统的大尺寸在噪声的存在下是一个具有挑战性的任务。在本文中，我们提供了两种不同的处方来表征噪声稳定态，包括表面和颜色代码，在量子比特的子集上的可定域纠缠。在一种方法中，我们利用适当构造的纠缠见证运营商估计的可定域纠缠，这是直接在实验中访问的基于可定域性的下界。在另一个配方中，我们使用图状态是本地幺正等价的稳定状态，以确定可计算的测量为基础的可定域纠缠的下限。如果在实验中使用，这将转化为从在特定基础上对感兴趣的子系统外部的量子位执行的单量子位测量获得的可定域纠缠的下限。为了计算这些下界，我们详细讨论了从稳定器状态获得局部酉等价图状态的方法，其中包括一个新的和可扩展的几何配方以及适用于任意大小的一般稳定器状态的代数方法。此外，作为后一个配方的关键步骤，我们开发了一个可扩展的图形转换算法，该算法使用一系列局部互补操作在图形中的两个特定节点之间创建一个链接。我们为这些转换开发了开源Python包，并通过将其应用于嘈杂的拓扑色码来说明该方法，并研究可定位纠缠的见证和基于测量的下界如何随所选量子位之间的距离而变化。
2020-08-15 quant-ph
Local and scalable detection of genuine multipartite single-photon path entanglement
如何通过局域测量有效地证明多体单光子路径纠缠态？我们解决这个问题，通过构建一个纠缠见证的基础上本地光子检测位移操作之前，揭示真正的多体纠缠。我们的见证被定义为三个可观测量的总和，这些可观测量可以在本地进行测量，并且可以针对任意数量的参与方$N$使用两个测量设置进行评估。对于任意的二分性，在二分性态上的见证观测的最大平均值是由一个$N\times N$矩阵的最大特征值所限定的，这个特征值可以被有效地计算。我们证明了我们的计划的适用性，通过实验测试的证人预示着4和8部单光子路径纠缠态。我们的实现显示了我们的证人的可扩展性，并打开了在量子网络中以高速率分发光子多体纠缠的大门。
2022-03-16 quant-ph
Entanglement distribution between quantum repeater nodes with an absorptive type memory
量子中继器是长距离量子通信中不可缺少的设备，是将纠缠从短距离扩展到长距离的必要条件，然而，即使是在相邻中继器节点之间，也无法实现高速率的纠缠分发。在C. Jones等人，在New J.Phys.18，083015（2016）中，针对多个量子点、金刚石中的氮空位中心和被用作中继器节点内部的量子存储器的捕获离子，计算了相邻中继器节点之间的纠缠分布率。考虑到实际应用，利用现有技术布置多个量子存储器变得如此困难。希望用尽可能少的存储晶体实现高速率纠缠分发。本文提出了一种新的基于原子频率梳的单量子存储器纠缠分配方案，该方案可以实现单晶体的时间多模操作。与以往研究的直接产生自旋光子纠缠的量子存储器相比，所采用的吸收型量子存储器降低了多模操作的难度。结果表明，与C. Jones等人，New J. Phys. 18，083015（2016），并且通过利用最先进的技术接近实验实施。
2021-07-23 quant-ph
Scalable & Noise-Robust Communication Advantage of Multipartite Quantum Entanglement
本研究针对多发送方单接收方分布式计算场景，利用GHZ纠缠态实现通信开销随发送方数量n减少(n-1)比特的可扩展量子优势，且协议具备白噪声鲁棒性，为实验实现该量子通信优势提供了可能。
2024-09-24 quant-ph
Scalable creation of long-lived multipartite entanglement
我们展示了基于可扩展方法的多体纠缠的确定性生成。四个量子比特被编码在$^{40}$ Ca $^+$中，存储在微结构分段的保罗陷阱中。这些量子比特通过激光驱动的成对门操作顺序纠缠。在这些之间，量子位寄存器通过离子穿梭操作动态地重新配置，其中离子晶体被分离和合并，并且离子被移入和移出固定的激光相互作用区。由三个成对纠缠门组成的序列产生四离子GHZ态$\vertψ\rangle=\tfrac{1}{\sqrt{2}}\left(\vert 0000\rangle+\vert 1111\rangle\right)$，并且全量子态层析显示Bell态保真度为94.4（3）\%。我们分析了这种态的退相干，并对空间分布的组分采用动态退耦合，使其在1.1~ s的存储时间内保持69（5）%的相干性.
2017-07-12 quant-ph
Entanglement Cost of Erasure Correction in Quantum MDS Codes
针对分布式量子存储中的擦除校正问题，研究基于量子MDS码的纠缠代价，推导星型拓扑下纠缠代价下界，并证明访问最少未擦除节点时单节点操作最优。
2025-05-26 quant-ph
Scalable Determination of Multipartite Entanglement in Quantum Networks
提出一种不可信星形量子网络中仅需 N+1 个测量设置的保真度与真正 N 节点纠缠判定方法，并通过 3、4 光子实验验证其有效性。
2024-08-08 quant-ph
Scalable Entanglement Detection in Quantum Systems via Fisher Linear Discriminant Analysis
针对高维量子系统纠缠检测难的问题，本研究将经典Fisher线性判别分析适配到量子态判别中，给出理论基础与实现策略，经多量子态实验验证其分类高效性，实现了多量子比特态的高精度分类。
2025-09-04 quant-ph
Hybrid Single-Ion Atomic-Ensemble Node for High-Rate Remote Entanglement Generation
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出混合节点结合离子陷阱和自发参量下转换光源，实现高率远程纠缠生成，通过匹配不同带宽光子提升纠缠制备效率。
2026-05-15 quant-ph
Entanglement distribution among distinct mechanical nodes in a quantum network
School of Physics and Electronic Engineering, Shanxi Normal University（山西师范大学物理与电子工程学院）；Institute of Quantum Science and Technology, Yanbian University（延边大学量子科学与技术研究院）
本文提出两种方案实现远距离机械节点间量子纠缠分布，利用光学机械系统解决频率差异问题，推动混合量子网络技术发展。
2026-03-11 quant-ph
Multiplexed Entanglement of Multi-emitter Quantum Network Nodes
本文提出并实现了一种基于稀土离子耦合纳米光子腔的多发射体量子网络节点方案，通过频率擦除光子探测和实时量子前馈实现可区分171Yb离子的复用纠缠，并演示了复用纠缠提升分发速率及制备三离子W态，为可扩展量子网络奠定基础。
2025-08-17 quant-ph
Entanglement generation in a quantum network with finite quantum memory lifetime
我们使用SeQUeNCe（一个用于量子网络的开源模拟包）模拟量子网络的两个端节点之间的纠缠共享。我们的重点是在有限的量子存储器寿命的多个中继器的端节点之间的纠缠生成率。我们的研究结果表明，量子连接的性能高度依赖于纠缠管理协议调度纠缠的产生和交换，最终导致端到端的纠缠。数值和分析模拟表明，对于给定数量的中继器所涉及的连接性能的限制，对于给定的端节点之间的距离的内存寿命，和纠缠管理协议。
2022-03-20 quant-ph
A Study of Teleportation and Super Dense Coding capacity in Remote Entanglement Distribution
在这项工作中，我们考虑一个量子网络的节点和纠缠态连接的节点。在埃夫里节点有一个单一的球员。中间节点的参与者进行测量，以在初始节点和最终节点之间产生纠缠态。在这里，我们解决的问题，有多少经典以及量子信息可以从初始节点发送到最终节点。在这种情况下，我们提出了强定理以及proosf，其中指出，这种远程准备状态的隐形传态能力是如何与资源状态的隐形传态的可靠性联系起来的。同样，我们分析了这种远程准备态的超密集编码能力的资源纠缠态的能力。然而，我们首先得到的关系涉及的纠缠的资源状态与最终状态的两种不同的措施，即并发度和纠缠熵的纠缠量。这些关系与文献\cite{Gour,Gour1}中得到的边界十分相似。这些结果涉及到隐形传态能力和超密集编码能力，在确定量子网络（QNet）中从给定节点发送到所需节点的量子和经典信息量方面具有巨大的应用前景。
2013-08-20 quant-ph
Scalable Dissipative Preparation of Many-Body Entanglement
我们提出了一种耗散制备与普通振子模耦合的原子的高纠缠多粒子态的方法。通过将局域自发发射与相干耦合相结合，我们设计了多体耗散，将系统从任意初始状态驱动到Greenberger-Horne-Zeilinger状态。我们证明，使用我们的技术，高度纠缠的稳定状态，可以有效地准备在一个时间尺度与系统大小的多项式。我们的协议假设通用耦合，从而使耗散生产的多粒子纠缠在广泛的物理系统。作为一个例子，我们证明了我们的计划在国家的最先进的捕获离子系统的可行性。
2016-09-09 quant-ph
Entanglement of Nanophotonic Quantum Memory Nodes in a Telecom Network
该研究构建了基于纳米光子金刚石腔SiV中心多量子比特寄存器的双节点量子网络，结合腔增强相互作用、自旋-光子纠缠门及电信频段频率转换，实现了经城市光纤链路的长寿命核自旋存储器纠缠，推动实用量子中继器与大规模量子网络发展。
2024-05-15 quant-ph
Long Distance Entanglement Generation in 2D Networks
我们考虑由最初由两个量子比特混合态连接的节点组成的2D网络。在这些网络中，我们开发了一个全球性的纠错方案，可以产生距离无关的纠缠从任意网络的几何形状使用秩二状态。利用这种方法并结合渗透概念，我们还证明了在三阶态中产生长距离纠缠是可能的。纠缠逾渗和全局纠错在不同的情况下有不同的优点。为了揭示它们之间的权衡，我们考虑它们在包含纯态的网络上的应用。在这样做的过程中，我们发现了一系列的纯态方案，其中每一个都有特定情况下的应用：例如，我们可以确定一个协议，用于在两个遥远的节点之间创建完美的纠缠。然而，该协议不能在任意两个节点之间生成单态。另一方面，我们也可以构造在任意节点之间产生纠缠的方案，但相应的纠缠保真度较低。
2010-08-20 quant-ph
Entanglement entropy and Schmidt numbers in quantum networks of coupled quantum oscillator
研究了节点为量子谐振子的量子网络中基态的纠缠。为此，计算了网络中任意两个分区之间的施密特数和纠缠熵。在将任意图划分为两部分时，每一部分中的一些节点不连接到另一部分的节点。所以每个部分的这些节点，可以在不同的子集中。因此，该图分为四个子集。第一个和最后一个子集的节点是那些不连接到其他部分的节点。在定理I中，我们利用广义Schur补方法，在这四个子集上证明了所有两个交错子集之间的连接是完全的图具有相同的熵。大量的图满足这个定理。在此基础上，研究了在大耦合和大尺寸的限制下，系统的纠缠熵。图的导度是划分的一个重要量。在各种图中，都考虑了图的电导率.在这些图中，我们比较了图的电导和纠缠熵。
2014-07-15 quant-ph
Statistical analysis of Multipath Entanglement Purification in Quantum Networks
本文通过统计模型分析量子网络中的多路径纠缠纯化策略，证明其在特定节点距离和网络参数条件下优于单路径分发，并给出适用区域的统计判据。
2025-02-13 quant-ph
A nonlinear quantum neural network framework for entanglement engineering
Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）
本文提出了一种非线性量子神经网络框架，用于在噪声量子设备中高效生成多体纠缠，通过引入非线性激活函数和优化电路拓扑，实现可扩展的纠缠工程。
2026-03-11 quant-ph
Fully connected entanglement-based quantum communication network without trusted node
量子力学的安全性在理论上得到了证明，量子通信由此而发展起来，并有可能成为未来信息安全的主流技术。然而，大多数研究和实施仅限于两个或几个方面。在此，我们提出了一个完全连接的量子通信网络没有可信节点的大量用户。采用灵活的波分复用和空分复用技术，利用宽带能量-时间纠缠光子对源实现40个用户同时全连接，无需可信节点。这种网络架构由于其简单性、可扩展性和高效率，可以广泛部署在公司、学校和社区等实际场景中。
2020-11-23 quant-ph
Analysis of Multipartite Entanglement Distribution using a Central Quantum-Network Node
研究了在量子网络中通过中心节点分配多体纠缠态的性能（速率和保真度）。具体地说，我们考虑的情况下，多体纠缠态首先在本地制备的中心节点，然后通过量子隐形传态传输到网络的终端节点。作为我们的第一个结果，我们提出了领先的顺序的解析表达式和下限的速率和保真度，在这一类特定的多体纠缠态，即Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态，分布。我们的保真度的解析表达式准确地说明了存储在量子存储器中时单个量子比特遇到的时间相关的去极化噪声，使用蒙特卡罗模拟进行了验证。作为我们的第二个结果，我们比较的情况下，中央节点是一个纠缠交换机和GHZ状态是由终端节点以分布式的方式创建的性能。除了这两个结果，我们概述了如何在物理上实现基于心灵传输的计划，使用被困离子或氮空位中心的钻石。
2023-02-06 quant-ph
Entanglement percolation in random quantum networks
ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）
研究量子随机网络中纠缠渗流的机制，发现经典和量子纠缠渗流在初始纠缠分布不同时的表现差异，指出随机CEP可能在高度异质网络中更优。
2026-04-16 quant-ph
Multiplexed entanglement generation over quantum networks using multi-qubit nodes
分布在几公里以上距离的量子网络将受到节点之间信息传播所需时间的限制。我们分析的协议，能够绕过这个瓶颈，采用多量子位节点和多路复用。对于每个协议，我们调查的关键网络参数，确定其性能。我们根据氮空位中心和其他有前途的网络平台的预期近期性能来模拟可实现的纠缠率。这种分析使我们能够比较在不同的制度，拟议的多路复用协议的潜力。此外，通过确定通过改进特定网络参数可能获得的收益，我们的分析表明了原型量子网络研究和开发的最有希望的途径。
2017-08-16 quant-ph
Scalable Steady-State Entanglement with Floquet-Engineered Stabilizer Pumping in Neutral Atom Arrays
本文提出一种基于Floquet-Lindblad框架和非瞬时踢脉冲的耗散协议，通过工程化耗散通道加速收敛，在中性原子阵列中可扩展地高保真制备任意多体图态，并兼具被动纠错能力。
2025-09-22 quant-ph
Scalable quantum memory nodes using nuclear spins in Silicon Carbide
分布式量子网络将需要能够以高保真度执行任意量子信息协议的量子节点。到目前为止，挑战在于实现具有可扩展量子计算功能的量子节点。我们在这里表明，使用4 H-SiC（4 H-SiC）中的固态自旋可以实现这样的目标，其中可以使用核自旋控制生成高度相干的量子位寄存器。使用受控的同位素浓度和相干控制，我们在这里进行原子模拟的中心自旋系统形成的电子自旋的硅空位色心（$V_{Si}^-$ -中心）和非相互作用的核自旋。由此，我们列出了用于实现可扩展核自旋（$^{13}C$或$^{29}Si$）寄存器的条件，其中实现了量子位的独立控制以及它们使用与4 H-SiC中的$V_{Si}^-$中心相关联的中心电子自旋的相互控制操作。此外，这里提供的退相干和纠缠分析可以用来评估这些节点的量子体积。我们的研究结果标志着一个明确的路线实现可扩展的量子存储节点的应用程序在分布式量子计算网络和进一步的量子信息协议。
2023-02-02 quant-ph
Scalable spin-photon entanglement by time-to-polarization conversion
本文首次在基于时间-偏振转换的可扩展协议基本单元中，利用金刚石氮-空位色心实现了自旋-光子纠缠，为构建大型纠缠态和量子网络提供了新途径。
2018-12-26 quant-ph
Scalable and modular generation of multipartite entangled states through memory-enhanced fusion
针对大规模多体纠缠态生成的挑战，本文提出利用光子互连实现内存增强的纠缠态融合，通过异步制备和单光子干涉成功创建并验证了远程量子内存模块间的四体W态纠缠，为分布式量子信息处理铺路。
2025-04-30 quant-ph
Qubit teleportation between non-neighboring nodes in a quantum network
未来的量子互联网应用将从在网络上共享量子信息的能力中获得力量。量子隐形传态允许量子信息在远距离节点之间的可靠传输，即使在存在高损耗网络连接的情况下。虽然已经在不同的量子网络平台上进行了许多实验演示，但到目前为止，由于对预共享远程纠缠、联合量子比特读出和相干时间的苛刻要求，超越直接连接的节点一直受到阻碍。在这里，我们实现了量子网络中的远程非相邻节点之间的量子隐形传态。该网络采用三个基于固态自旋量子位的光学连接节点。通过在两个链路上建立远程纠缠，然后在中间节点上进行纠缠交换并存储在存储器量子位中来准备传送器。我们证明，一旦成功准备的传送器是预示着，任意量子比特状态可以传送的保真度以上的经典界，甚至单位效率。这些结果是通过量子比特读出过程中的关键创新，纠缠生成期间的主动存储量子比特保护以及减少远程纠缠不确定性的定制预告实现的。我们的工作展示了未来量子网络的主要构建模块，并为探索基于远程传输的多节点协议和应用打开了大门。
2021-10-21 quant-ph
Entanglement Distribution in Pure-State Quantum Networks
研究了纯态量子网络中的纠缠分布。我们考虑的情况下，非最大纠缠的两个量子比特纯态是由网络的相邻节点共享。对于一个给定的节点对，我们研究如何产生最大的纠缠，他们之间进行本地测量，辅助经典通信，对其他节点。我们发现最佳的测量协议，为小型和大型的一维网络。令人惊讶的是，我们证明了贝尔测量并不总是在这样的网络中执行的最佳。然后，我们将结果推广到简单的小型2D网络，再次找到反直觉的最佳测量策略。最后，我们考虑了具有层次格几何结构的大型网络和2D网络。我们证明了，完美的纠缠可以建立在大距离上的概率为1，在有限数量的步骤，提供的初始纠缠相邻节点共享足够大。我们还讨论了各种协议的纠缠分布在2D网络采用经典和量子渗流策略。
2007-10-31 quant-ph
Multimode ion-photon entanglement over 101 kilometers of optical fiber
该研究构建基于囚禁离子的三量子比特量子网络节点，实现各量子比特与经过101公里光纤的光子纠缠，并证明多模方案可提高远程纠缠分发速率。
2023-08-17 quant-ph
Deterministic multi-qubit entanglement in a quantum network
量子纠缠是量子计算和量子通信的关键资源\cite{Nielsen2010}。扩展到大型量子通信或计算网络还需要多量子比特纠缠\cite{Gottesman1999,Duan2001,Jiang2007}的确定性生成。最近已经用微波光子\cite{Kurpiers2018,Axline2018,Campagne2018,Leung2019,Zhong2019}、光学光子\cite{Humphreys2018}和表面声波声子\cite{Bienfait2019}证明了两个远程量子比特的确定性纠缠。然而，多量子比特纠缠的确定性产生和传输尚未得到证明，主要是由于有限的状态传输能力。在这里，我们报告了一个量子网络，它包括两个独立的超导量子节点，由一根1米长的超导同轴电缆连接，其中每个节点包括三个互连的量子比特。通过将同轴电缆直接连接到每个节点中的一个量子比特，我们可以在节点之间传输量子态，其过程保真度为$0.911\pm0.008$。使用高保真通信链路，我们可以在一个节点中制备三量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态\cite{Greenberger1990,Neeley2010,Dicarlo2010}，并确定性地将该态转移到另一个节点，其中转移的态保真度为$0.656\pm 0.014$。我们进一步使用这个系统来确定性地生成一个两个节点，六个量子比特的…
2020-11-26 quant-ph
Scalable $W$-type entanglement resource in neutral-atom arrays with Rydberg-dressed resonant dipole-dipole interaction
虽然里德堡封锁制度提供了自然的设置创建$W$型纠缠冷中性原子，它在这里表明，这种类型的可扩展的纠缠资源，甚至可以在完全不同的物理环境下获得。更准确地说，扭曲$W$态的一个特殊实例--即$π$ -扭曲态--可以在具有里德伯修饰共振偶极-偶极相互作用的冷中性原子的一维阵列中进行设计。特别是，它在这里示出，这是可能的，即使当一个（穿着）里德伯激发耦合到原子的运动自由度在各自的，近谐波的光学偶极微陷阱，这是量子化成色散（零维）玻色子。对于从相关内部原子跃迁的非共振修整激光器的特别选择的（“最佳点”）失谐，里德伯修整量子位的期望的$π$ -扭曲$W$状态是在相关参数的宽窗口中的系统的有效激发-玻色子哈密顿量的基态。同时通过等于单玻色子能量的间隙与其它本征态分离，该$W$态可以使用拉比型驱动协议来制备。相应的准备时间是独立的系统的大小和几个数量级短于相关的原子态的有效寿命。
2021-02-09 quant-ph
Entanglement Percolation in Quantum Networks
量子网络是由通过交换光子来发送和接收量子态的节点组成的。他们的目标是促进任何节点之间的量子通信，这可以用来以安全的方式发送秘密消息，并且比经典网络更有效地通信。例如，这些目标可以通过远程传输来实现。在这里，我们表明，在量子网络中设计有效的量子通信协议涉及有趣的量子现象，这取决于节点的显示方式以及它们之间的纠缠。这些现象可以用来设计协议，克服信号的指数下降与节点的数量。我们将节点间建立最大纠缠态的问题与统计力学中的经典渗流联系起来，证明了量子相变可以用来优化量子网络的运行。
2006-12-19 quant-ph
Deterministic delivery of remote entanglement on a quantum network
大规模量子网络有望通过在节点之间分配纠缠来实现安全通信、分布式量子计算、增强传感和量子力学的基本测试。超越当前的两节点网络需要节点之间的纠缠产生速率超过它们的退相干速率。超过这个临界阈值，本质上概率纠缠协议可以被归入一个强大的积木，确定性地提供远程纠缠链接在预先指定的时间。在这里，我们使用间隔2米的钻石自旋量子位节点来超过这个阈值。我们实现了一个完全预示的单光子纠缠协议，实现了高达39 Hz的纠缠速率，比以前在这个平台上演示的双光子协议高出三个数量级。同时，通过动态退耦合，将远程纠缠态的退相干率抑制到5 Hz。通过将这些结果与有效的电荷状态控制和光谱扩散的缓解相结合，我们能够确定性地提供一个新鲜的远程状态，平均纠缠保真度超过0.5，在每个时钟周期的$\sim$ 100毫秒，没有任何预先或后选择。这些结果展示了扩展量子网络的关键构建块，并为跨多个远程节点的纠缠分发打开了大门。
2018-01-15 quant-ph
Novel permanent magnet array geometries for scalable trapped-ion quantum computing in a laser-free entanglement architecture
University of Sussex（苏塞克斯大学）；Duke University（杜克大学）
本文提出了一种新型永磁体阵列设计，以解决可扩展囚离子量子计算系统中的特定挑战，通过优化磁体几何结构，实现离子运输和磁场梯度控制，提升可扩展性和实验设置的兼容性。
2026-04-03 quant-ph
Scalable entanglement stabilization with modular reservoir engineering
耗散工程是研究少量子比特系统中量子态制备和自主纠错的有力框架。在这项工作中，我们研究了这种方法的可扩展性，并给出了三个标准，任何耗散状态稳定协议应该满足真正可扩展的量子位数的增长。除了要求它可以以资源有效的方式从简单的工程构建块构建之外，可扩展的协议还必须随着系统大小的增加而表现出稳定时间的有利缩放。我们提出了一个家庭的协议，采用固定深度的量子位量子位的相互作用以及工程线性耗散稳定的$N$ -量子位W状态。我们发现，一个模块化的方法耗散工程，与几个重叠的几个量子位耗散，而不是一个单一的$N$ -量子位耗散，是必不可少的，我们的协议是可扩展的。通过这种方法，随着量子位数的增加，我们的协议在最好的情况下表现出稳定时间的低次多项式缩放和控制驱动器数量的线性增长。虽然所提出的协议是最容易访问的当前国家的最先进的电路QED架构，这里提出的模块化耗散工程方法可以很容易地适应其他平台和其他有趣的量子态的稳定。
2023-01-13 quant-ph
